本發(fā)明提供一種可控的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，它涉及一種可控展開(kāi)時(shí)刻的折疊翼解鎖釋放和展開(kāi)鎖定方式，具有可控制展開(kāi)時(shí)刻、可調(diào)整展開(kāi)時(shí)間、可提供緩沖功能等特點(diǎn)，屬于航空航天領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為了方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸，飛行器上常采用折疊翼。折疊翼是飛行器的重要組成部分，儲(chǔ)存和運(yùn)輸處于折疊狀態(tài)，發(fā)射后展開(kāi)，提供升力、保持飛行穩(wěn)定或控制飛行器飛行。

目前，導(dǎo)彈類(lèi)飛行器上采用的折疊翼在折疊狀態(tài)下往往不采用鎖定機(jī)構(gòu)，采用發(fā)射筒筒的約束力使折疊翼處于折疊狀態(tài)。導(dǎo)彈發(fā)射出筒后，折疊翼在主動(dòng)驅(qū)動(dòng)力和空氣阻力的作用下立即展開(kāi)。這種展開(kāi)方式不能改變折疊翼的展開(kāi)時(shí)間，因此不能滿(mǎn)足某些特殊的需求，如多級(jí)導(dǎo)彈二級(jí)尾段的折疊翼需要在一二級(jí)分離后展開(kāi)。

要控制折疊翼在飛行器發(fā)射后的指定時(shí)刻展開(kāi)，需要設(shè)計(jì)折疊狀態(tài)下的鎖定和解鎖裝置，使折疊翼和彈體相對(duì)鎖定；在指定的時(shí)刻，收到解鎖指令后釋放折疊翼，折疊翼在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下展開(kāi)。因此采用這種解鎖釋放和展開(kāi)鎖定方式可以根據(jù)飛行器的飛行方式設(shè)定展開(kāi)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器更加有效的控制。

折疊翼的展開(kāi)裝置的設(shè)計(jì)空間小，對(duì)重量要求高，并且展開(kāi)后不能影響飛行器的氣動(dòng)性能。因此采用多點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，將解鎖釋放機(jī)構(gòu)和展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)分開(kāi)，以減小整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、目的：本發(fā)明的目的是提供一種可控的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，即一種可控展開(kāi)時(shí)刻的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，該裝置是一種可以自主控制展開(kāi)時(shí)刻的折疊翼的展開(kāi)裝置，可以在飛行器發(fā)射后指定的時(shí)刻展開(kāi)，展開(kāi)到位后鎖定；并且該展開(kāi)裝置可以提供緩沖功能，避免折疊翼展開(kāi)到位時(shí)沖擊過(guò)大對(duì)飛行器的飛行姿態(tài)造成影響。

2、技術(shù)方案：

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。本發(fā)明一種可控的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，即一種可控展開(kāi)時(shí)刻的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，它是由解鎖釋放機(jī)構(gòu)和展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成；它們相互之間的關(guān)系是：該解鎖釋放機(jī)構(gòu)位于該折疊翼的翼尖位置，即折疊翼展開(kāi)后離飛行器最遠(yuǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)折疊狀態(tài)下的鎖定折疊翼和在解鎖時(shí)刻釋放折疊翼的功能；該展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)位于折疊翼的翼根位置，即折疊翼相對(duì)飛行器轉(zhuǎn)動(dòng)的位置,實(shí)現(xiàn)展開(kāi)折疊翼和展開(kāi)之后鎖定折疊翼的功能；

所述解鎖釋放機(jī)構(gòu)是由電磁鐵、鎖芯彈簧、鎖芯、鎖框和折疊翼組成；它們相互之間的關(guān)系是：電磁鐵、鎖芯彈簧和鎖芯的軸線(xiàn)在同一條直線(xiàn)上，共同組成可以控制鎖芯運(yùn)動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)；

該電磁鐵是由線(xiàn)圈和鐵芯組成的電磁性裝置，大體為圓柱形，通電時(shí)產(chǎn)生磁性，斷電時(shí)磁性消失；

該鎖芯彈簧是壓縮彈簧，在所設(shè)計(jì)的變形條件下其彈簧力小于電磁鐵和鎖芯之間的磁力，在電磁鐵和鎖芯中間；當(dāng)電磁鐵不通電時(shí)，推動(dòng)鎖芯插入彈翼的小孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)折疊翼在折疊狀態(tài)下的鎖定；

該鎖芯是由磁性材料制成，鎖芯一端是圓柱形，與電磁鐵的圓柱形平面相對(duì)，便于鎖芯和電磁鐵吸附；另一端是楔形，便于鎖芯順利插入折疊翼上的小孔里；

該鎖框是解鎖釋放機(jī)構(gòu)的外框架，整體形狀為長(zhǎng)方體，內(nèi)有階梯圓柱孔和方孔；鎖框下端有凸臺(tái)，可以通過(guò)螺釘與飛行器的外壁連接，起到支撐和連接解鎖釋放機(jī)構(gòu)的零件的作用；

該折疊翼是飛行器上可折疊的機(jī)翼或彈翼；該折疊翼為薄板狀，它的一端有圓柱形孔，可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)；折疊翼發(fā)射前處于折疊并鎖定狀態(tài)，發(fā)射后解鎖釋放，在扭簧驅(qū)動(dòng)下展開(kāi)，展開(kāi)到位后再鎖定；

所述展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)是由前面所述解鎖釋放機(jī)構(gòu)中的折疊翼、扭桿、圓形墊圈、六角形墊圈d、六角形墊圈c、鎖定塊、鎖定塊彈簧和固定支座組成；它們相互之間的位置連接關(guān)系是：扭桿、圓形墊圈、六角形墊圈d、六角形墊圈c、鎖定塊、鎖定塊彈簧在同一條中心線(xiàn)上。折疊翼和固定支座通過(guò)扭桿連接在一起，可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

該折疊翼即前面所述解鎖釋放機(jī)構(gòu)中的折疊翼，和解鎖釋放機(jī)構(gòu)中的折疊翼是同一個(gè)零件；

該扭桿是近似圓柱形的階梯形桿件，扭桿將固定支座與折疊翼連在一起，即是折疊翼的旋轉(zhuǎn)軸，也為折疊翼提供展開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力；

該圓形墊圈是為了方便兩端階梯形扭桿裝配的零件，扭桿從d端裝配入固定支座和折疊翼后使扭桿與該折疊翼配合的零件；

該六角形墊圈d是為了方便兩端階梯形扭桿裝配的零件，扭桿從d端裝配入固定支座和折疊翼后使扭桿d端與固定支座配合的零件；

該六角形墊圈c是扭桿裝配入固定支座和折疊翼后使扭桿c端與固定支座配合的零件；

該鎖定塊是折疊翼展開(kāi)到位后將折疊翼與彈身鎖定的l形零件；折疊翼展開(kāi)到位時(shí)鎖定塊的楔形面與折疊翼轉(zhuǎn)軸處的楔形面相對(duì)，鎖定塊插入折疊翼轉(zhuǎn)軸與固定支座之間的間隙，實(shí)現(xiàn)鎖定；

該鎖定塊彈簧是驅(qū)動(dòng)鎖定塊運(yùn)動(dòng)的零件，是圓柱形壓縮彈簧；當(dāng)折疊翼展開(kāi)到位后，鎖定塊在鎖定塊彈簧的彈簧力作用下插入折疊翼與固定支座值之間的間隙，實(shí)現(xiàn)對(duì)折疊翼的鎖定；

該固定支座的整體形狀是長(zhǎng)方體，固定支座兩端有兩個(gè)矩形耳片，耳片上有圓形孔；該固定支座是用來(lái)連接飛行器和彈翼的部件，其一端與彈身相連，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與彈翼相連。

3、優(yōu)點(diǎn)及功效：

本發(fā)明一種可控的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，即一種可控展開(kāi)時(shí)刻的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，其主要優(yōu)點(diǎn)是：采用在折疊翼翼梢鎖定、翼根展開(kāi)的方式，將解鎖釋放機(jī)構(gòu)與展開(kāi)機(jī)構(gòu)分開(kāi)，可以減小結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和尺寸外形；同時(shí)，采用翼梢鎖定，解鎖釋放機(jī)構(gòu)在鎖定時(shí)的力臂較大，用較小的力就能實(shí)現(xiàn)折疊鎖定。電磁解鎖的方式能使不同的折疊翼同時(shí)展開(kāi)，展開(kāi)的同時(shí)性好。扭桿采用兩端階梯形設(shè)計(jì)，折疊翼的受力剛好在幾何中點(diǎn)，能保證折疊翼沿縱向展開(kāi)。扭桿不僅能提供展開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力，還能提供展開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力和緩沖功能,節(jié)省驅(qū)動(dòng)裝置占用的空間。折疊翼展開(kāi)過(guò)程的前半段，扭桿提供展開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力；到中間某個(gè)位置是，扭桿的扭矩為零；在展開(kāi)過(guò)程的后半段，扭桿提供反向力，是折疊翼角速度減速，起到緩沖作用。鎖定機(jī)構(gòu)采用兩個(gè)l形鎖定塊，用楔形平面鎖定，穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體圖。其中a部分是解鎖釋放機(jī)構(gòu)，b部分是展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)，c是飛行器本體。

圖2為本發(fā)明的折疊翼展開(kāi)過(guò)程三維圖。

圖中每個(gè)展開(kāi)過(guò)程及具體標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下：

圖2.a——折疊翼的鎖定狀態(tài)，折疊翼和飛行器本體重合在一起；

圖2.b——折疊翼展開(kāi)到中間時(shí)的狀態(tài)，也是扭桿扭力為零時(shí)的狀態(tài)；

圖2.c——折疊翼展開(kāi)并鎖定的狀態(tài)。

圖3為本發(fā)明的解鎖釋放機(jī)構(gòu)三維圖(爆炸圖)。

圖4發(fā)明的解鎖釋放機(jī)構(gòu)平面圖(剖面圖)。

圖5發(fā)明的展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)三維圖(爆炸圖)。

圖6發(fā)明的展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)三維圖(剖面圖)。

圖7折疊翼在導(dǎo)彈上的安裝位置示意圖。

圖中具體標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下：

1——電磁鐵2——鎖芯彈簧

3——鎖芯4——鎖框

5——折疊翼6——扭桿

7——圓形墊圈8——六角形墊圈c

9——六角形墊圈d10——鎖定塊

11——鎖定塊彈簧12——固定支座

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

本發(fā)明是一種可控的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，即一種可控展開(kāi)時(shí)刻的飛行器折疊翼展開(kāi)裝置，見(jiàn)圖1所示，由圖1中a端的解鎖釋放機(jī)構(gòu)和b端的展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。該裝置的在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的工作狀態(tài)，見(jiàn)圖2所示，其中圖2.a是折疊翼折疊并鎖定的狀態(tài)；圖2.b是折疊翼展開(kāi)到一定角度的狀態(tài)；圖2.c是折疊翼展開(kāi)到位并鎖定的狀態(tài)。解鎖釋放機(jī)構(gòu)由電磁鐵1、鎖芯彈簧2、鎖芯3、鎖框4和折疊翼5組成，見(jiàn)圖3、圖4所示。展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)由折疊翼5、扭桿6、圓形墊圈7、六角形墊圈d8、六角形墊圈c9、鎖定塊10、鎖定塊彈簧11和固定支座12組成，見(jiàn)圖5、圖6所示。折疊翼與飛行器的位置關(guān)系，如折疊翼在某導(dǎo)彈上的位置，見(jiàn)圖7所示。它們之間的位置連接關(guān)系是：鎖定機(jī)構(gòu)在折疊翼5的翼梢即折疊翼a端位置，翼梢上打有小孔，鎖定狀態(tài)下鎖芯3在鎖芯彈簧2的彈力作用下插入小孔中，實(shí)現(xiàn)對(duì)折疊翼的鎖定；解鎖時(shí)電磁鐵1吸引鎖芯2離開(kāi)小孔，釋放折疊翼5。展開(kāi)裝置在折疊翼5的翼根部分，即折疊翼b端位置,折疊翼5、固定支座12、鎖定塊10及鎖定塊彈簧11的中心線(xiàn)在同一直線(xiàn)上，扭桿6插入它們的孔中，圓形墊圈7、六角形墊圈c8、六角形墊圈d9分別依次插入到軸上，將扭桿與固定支座相對(duì)固定。

所述電磁鐵1總體外形為階梯形圓柱，通電時(shí)產(chǎn)生磁性，斷電時(shí)磁性消失。圓柱外端是由金屬材料制成，用螺栓連接與鎖框4固定，圓柱內(nèi)端是由線(xiàn)圈和鐵芯組成的電磁性裝置，通電時(shí)可以產(chǎn)生磁性，吸引鎖芯3，使其離開(kāi)折疊翼翼梢上的小孔，釋放折疊翼。由于鎖定機(jī)構(gòu)在折疊翼的翼梢，用來(lái)約束折疊翼的力臂較大，所以鎖定機(jī)構(gòu)提供的力較小，相應(yīng)的折疊機(jī)構(gòu)的尺寸較小。

所述鎖芯彈簧2是標(biāo)準(zhǔn)件，需要選用合適的剛度和原長(zhǎng)，使電磁鐵對(duì)鎖芯的吸引力大于鎖芯彈簧插入折疊翼的孔中是的彈簧力，以便電磁鐵導(dǎo)通是能夠?qū)㈡i定塊從折疊翼的孔中吸出，釋放折疊翼。

所述鎖芯3由磁性材料制成，鎖芯一端是圓柱形，與電磁鐵的圓柱形平面相對(duì)，增大電磁鐵和鎖芯之間的吸引力；另一端是楔形，能使鎖芯順利插入折疊翼上的小孔里。

所述鎖框4是解鎖釋放機(jī)構(gòu)的外框，與飛行器的外壁連接，起到支撐連接鎖芯3、鎖芯彈簧2和電磁鐵1的作用。鎖框的下端是一個(gè)方形金屬片，和彈體之間用鉚釘連接。鎖框內(nèi)后端是圓柱形孔，用來(lái)容納電磁鐵1、鎖芯彈簧2和鎖芯3的后段；鎖框的內(nèi)前端是方形孔，用來(lái)支撐鎖芯3前段，并且防止鎖芯旋轉(zhuǎn)，使鎖芯能順利插入到折疊翼中的小孔內(nèi)。

所述折疊翼5是飛行器的折疊翼，發(fā)射前處于折疊并鎖定狀態(tài)，發(fā)射后解鎖展開(kāi)，展開(kāi)到位后再鎖定。飛行器上常用折疊翼作為氣動(dòng)控制舵面或穩(wěn)定舵面，有橫向折疊和縱向折疊兩大類(lèi)方式。各種類(lèi)型和折疊方式的運(yùn)載器都可以使用本發(fā)明的運(yùn)載器折疊展開(kāi)裝置。見(jiàn)圖7，是折疊翼在導(dǎo)彈上的應(yīng)用。折疊翼的折疊方式是橫向折疊方式，用在一級(jí)導(dǎo)彈尾部作為穩(wěn)定舵面。

所述扭桿6是近似圓柱形的階梯形桿件。扭桿將固定支座與折疊翼連在一起，即是折疊翼的旋轉(zhuǎn)軸，也為折疊翼提供展開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力。扭桿是展開(kāi)裝置的核心部件，采用兩端階梯形設(shè)計(jì)，使扭桿對(duì)折疊翼的扭力矩在幾何中心，避免產(chǎn)生橫向力矩。扭桿的材料可選用45crnimova，再根據(jù)需要的展開(kāi)時(shí)間設(shè)計(jì)扭桿的尺寸。將扭桿扭矩為零的位置設(shè)計(jì)在折疊翼展開(kāi)的中間某一位置，在展開(kāi)過(guò)程的前半段扭桿提供展開(kāi)驅(qū)動(dòng)力，在后半段提供緩沖力，可以避免展開(kāi)到位時(shí)對(duì)彈體的沖擊過(guò)大。

所述圓形墊圈7是為了方便兩端階梯形扭桿裝配的零件，由于扭桿采用了兩段階梯形設(shè)計(jì)，中間與折疊翼固定和六棱柱的外徑大于兩端六棱柱及圓柱的外徑，所以為了能使扭桿裝配后與d端折疊翼上的孔配合，將圓形墊圈插入到它們之間的空隙中。

所述六角形墊圈c8和六角形墊圈d9是扭桿裝配入固定支座和折疊翼后使扭桿兩端與固定支座配合的零件。其內(nèi)外六角形分別與折疊翼上六角孔及固定支座上的六角孔相配合，起到固定扭桿兩端和折疊翼的作用。其側(cè)邊的薄片與固定支座用螺栓連接。

所述鎖定塊10是運(yùn)載器折疊翼展開(kāi)到位后將折疊翼與彈身鎖定的l形零件。折疊翼展開(kāi)到位時(shí)鎖定塊的楔形面與折疊翼轉(zhuǎn)軸處的楔形面相對(duì)，鎖定塊插入折疊翼轉(zhuǎn)軸與固定支座之間的間隙，實(shí)現(xiàn)鎖定。

所述鎖定塊彈簧11是現(xiàn)有的成熟的產(chǎn)品，可選用與扭桿直徑配合的標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)所需要的彈簧力選擇彈簧的剛度。

所述固定支座12是用來(lái)連接彈身和彈翼的部件，其一端與飛行器相連，另一端與彈翼相連，并且起到支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸的作用。固定支座通過(guò)螺釘與彈體連接

本發(fā)明的安裝過(guò)程如下：

將鎖芯3、鎖芯彈簧2和電磁鐵1依次裝入到鎖框4中，再用螺栓將電磁鐵與鎖框固定。最后根據(jù)解鎖機(jī)構(gòu)在彈體上的安裝位置，用鉚釘將鎖框與彈體連接。

將固定支座12用螺栓連接在彈體上，將折疊翼5、c端的鎖定塊10和鎖定塊彈簧的中心孔對(duì)齊，將扭桿從d端向c端插入。將扭桿向左移，直到移動(dòng)到極限位置。將d端的鎖定塊彈簧和鎖定塊裝到時(shí)扭桿上，再將扭桿移回到中間位置。從d端的孔中裝d端的圓形墊圈7，再裝入兩端的六角形墊圈c和圓形墊圈d，并用螺栓與固定支座固定。